ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ Zeki SEYRAN AŞAĞI SEYHAN OVASININ GEÇMİŞTEN GÜNÜMÜZE ARAZİ KULLANIMINDAKİ DEĞİŞİMİNİN, COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ VE UZAKTAN ALGILAMA İLE BELİRLENMESİ ARKEOMETRİ ANABİLİM DALI ADANA, 2009

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AŞAĞI SEYHAN OVASININ GEÇMİŞTEN GÜNÜMÜZE ARAZİ KULLANIMINDAKİ DEĞİŞİMİNİN, COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ VE UZAKTAN ALGILAMA İLE BELİRLENMESİ Zeki SEYRAN YÜKSEK LİSANS TEZİ ARKEOMETRİ ANABİLİM DALI Bu tez 24/12/2009 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu İle Kabul Edilmiştir. İmza... İmza.... İmza... Prof. Dr. Selim KAPUR Prof. Dr. Zülküf KAYA Yrd. Doç. Dr. Erhan AKÇA Danışman Üye Üye Bu tez Enstitümüz Arkeometri Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No:. Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirilerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ AŞAĞI SEYHAN OVASININ GEÇMİŞTEN GÜNÜMÜZE ARAZİ KULLANIMINDAKİ DEĞİŞİMİNİN, COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ VE UZAKTAN ALGILAMA İLE BELİRLENMESİ Zeki SEYRAN ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ARKEOMETRİ ANABİLİM DALI Danışman : Prof. Dr. Selim KAPUR Yıl: 2009 Sayfa:114 Jüri : Prof. Dr. Selim KAPUR Prof. Dr. Zülküf KAYA Yrd. Doç. Dr. Erhan AKÇA Bu çalışmada Aşağı Seyhan Ovasına ait farklı tarihlerde algılanmış uzaktan algılama görüntüleri eğitimli sınıflama tekniği uygulanarak sınıflandırılmış ve farklı tarihlerdeki arazi örtüsü ve bitki yoğunluğu ortaya konulmuştur. Çalışmanın son aşamasında ise, uzaktan algılanmış veriler ile çalışma alanında geçmişte elde edilen araştırma verileri birlikte değerlendirilerek, arazi kullanım durumundaki değişim saptanmaya çalışılmıştır. Yapılan çalışma ile yerleşim alanları, tarım alanlarında ürün desenindeki ve kıyı arazi kullanımındaki değişimler Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Uzaktan Algılama teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Kıyı kumullarında, tarıma açma ve orman oluşturulması nedeniyle alansal bir azalma olduğu, bunun yanında, Aşağı Seyhan Ovasında (ASO) sulama ile sosyoekonomik ve kültürel gelişme hızlandığından, ürün deseninde değişikliklerin oluştuğu saptanmıştır. ASO daki ürün deseni içinde, öngörülen yonca ekimi % 20 olarak önerilmesine karşın, bölgede hayvancılığın gelişememesi nedeniyle yem bitkileri üretiminde öngörülen orana ulaşılamamıştır. ASO gibi geniş alana sahip ovalarda arazi kullanımındaki değişimin proje aşamasında öngörüldüğü gibi gerçekleşmediği, bunun nedeninin ise tarımsal desteklemeler, iç göç, kültürel gelişme vb. etkenlere dayandığı sonucuna ulaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: Aşağı Seyhan Ovası, Arazi Kullanımı ve Değişimi, CBS, UA I

4 ABSTRACT MSc / PhD THESIS LOWER SEYHAN PLAIN TODAY PAST LAND USE CHANGES İN THE GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS AND REMOTE SENSING WITH DETERMINATION Zeki SEYRAN UNIVERSITY OF ÇUKUROVA INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF ARCHAEOMETRY Supervisor Year Jury :Prof. Dr. Selim KAPUR :2009 Pages:114 :Prof. Dr. Selim KAPUR Prof. Dr. Zülküf KAYA Asist. Prof. Dr. Erhan AKÇA LANDSAT images of different dates were supervised and interpreted for plant/crop cover and intensity. Earlier studies were compared to the contemporary for the final evaluation of historical land use changes. Remote sensing and Geographical Information System Technologies were used in order to determine the land use changes in the settlement and cultivated areas as well as the coastal land strip. A shift to agriculture and reforestation was determined especially on the sand dunes of the coastal strip seeking income generation as well as mitigating wind erosion, whereas the increased trend of irrigation, has been bound to socio-economic trends and cultural changes causing the shifts in the crop patterns in the Lower Seyhan Plain (LSP). Despite the foreseen target in allocating 20 % of the land of the LSP to animal fodder, the unexpected decrease in the projected animal husbandry, has been the main cause in the failure in reaching the foreseen 20 % land allocation to fodder production together with all the other shifts in the projected development of land use, which were due to the lack in subsidies, inceased internal migration and cultural changes KeyWords: Lower Seyhan Plain, Land Use and Change, GIS, RS II

5 TEŞEKKÜR Öncelikle yüksek lisans tez çalışmam boyunca geniş bilgi birikimleri ve deneyimleriyle bana yol gösteren danışman hocam Prof. Dr. Selim KAPUR a teşekkürlerimi sunarım. Tezimin araştırma aşamasında emeği geçen Prof. Dr. Zülküf KAYA, Prof. Dr. Süha BERBEROĞLU, Yrd. Doç. Dr. Erhan AKÇA, Dr. Arda ARCASOY, Başmüfettiş Emin POLAT, Demir DEVECİGİL, Alparslan SAVACI, Anıl AKIN ve A.Yücel ERBAY'a bana verdikleri destekten dolayı çok teşekkür ediyorum. Ayrıca, benden maddi ve manevi desteğini hiçbir zaman esirgemeyen aileme ve çalışma arkadaşlarıma teşekkürü bir borç bilirim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER...IV ŞEKİLLER DİZİNİ...,...VII ÇİZELGELER DİZİNİ...VIII 1.GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) nedir? Coğrafi Bilgi Sistemlerinin Tarihsel Evrimi CBS Bileşenleri Donanım (Hardware) Yazılım (Software) Veri (Data) İnsan Metotlar CBS'de Temel İşlevler Veri Toplama Veri Yönetimi Veri İşleme Veri Sunumu CBS Nasıl Çalışır? IV

7 Coğrafik Referanslar (1). Vektörel Veri Modelleri (2). Raster (Hücresel) Veri Modelleri Coğrafi Veriler (Grafik ve Grafik Olmayan Bilgiler) (1). Grafik Bilgiler (2). Grafik Olmayan (Tanımsal, Sözel) Bilgiler Coğrafi Veri Elemanları (Elementleri) Uzaktan Algılama Uzaktan Algılamanın Tanımı ve Tarihçesi Uzaktan Algılamanın Temel Esasları Uzaktan Algılamada Kullanılan Verilerin Özellikleri Başlıca Uzaktan Algılama Uyduları ve Özellikleri Landsat 7 ETM Spot Radyometrik ve Geometrik Kalite İkonos Quickbird Irs-1C / D Aster Yeryüzü Objelerinin (Hedef) Spektral Yansımaları Bitki Görülebilir Işın Bölgesi (0,4-0,7µm) Yakın Kızılötesi Bölge (0,7-l,3µm) Kızılötesi Bölge (1,3 µm ve daha fazlası) Toprak V

8 Su Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Uzaktan Algılamanın Kullanım Alanı Örnekleri Tarımda Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Uzaktan Algılama Uygulamaları MATERYAL ve METOD Materyal Çalışma Alanının Genel Özellikleri Aşağı Seyhan Ovasının Toprak Yapısı Çamur Akıntısı/Fluvial Teras/Kaliş Toprakları Ova İçerisindeki Yüksek Araziler Bajada Toprakları Taşkın Düzlüğü Toprakları (1). Genç Nehir Terası Toprakları (2). Yaşlı Akarsu Terası Toprakları Delta Tabanı Toprakları Kıyı Kumulları ve Bunlar Üzerinde Oluşmuş Topraklar Çalışma Alanındaki İklim Durumu Çalışma Alanındaki Sulama Durumu ASO I. Merhale Projesi ASO II. Merhale Projesi ASO III. Merhale Projesi ASO IV. Merhale Projesi ASO Sulamasında Sulama ve Drenaj Kanallarının Dizaynının Etkinliği (1). Sulama Kanallarının Dizaynının Etkinliği (2). Drenaj Kanallarının Dizaynının Etkinliği VI

9 Sulamalar ve Sulama Yönetimi (İşletmeciliği) Çalışma Alanındaki Tarımsal Üretimin Gelişimi Pamuk Üretiminde Gelişmeler ve Nedenleri Yem Bitkileri Üretiminde Gelişmeler Sebze Üretiminde Gelişmeler İkinci Ürün Üretiminde Gelişmeler Çalışmada Kullanılan Verilerin Özelikleri Çalışmada Kullanılan Donanım ve Yazılımlar Topoğrafik Veriler (Haritalar) Uzaktan Algılama Verisi Metod BULGULAR VE TARTIŞMA Bitki Desenindeki Değişimler Arazi Kullanımındaki Değişimin İzlenmesi Aşağı Seyhan Ovasındaki Arazi Kullanımın Durumu ve Değişimi Yılları Arası Yerleşim Alanları ve Değişimi Yılları Arası Kıyı Arazi Kullanımı ve Değişimi Aşağı Seyhan Ovası Genel Ürün Desenindeki Değişim (1). Aşağı Seyhan Ovası 1985, 1993 ve 2005 Yılları Arazi Kullanım Durumu SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ VII

10 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 2.1. Cbs Yazılımlarında Coğrafik Referansların Çakıştırılması. 15 Şekil 2.2. Temiz Su, Toprak, Sağlıklı Bitki Örtüsü Ve Kayaçlara Ait Yansıma Eğrileri (Anonymous, 2007).. 33 Şekil 3.1. Aşağı Seyhan Ovasının Yeri, Sulamanın Gelişme Evreleri Ve Topografyası Şekil 3.2. ASO Topraklarının Seri Düzeyindeki Haritası (Dinç Ve Ark., 1989).. 48 Şekil 3.3. Aşağı Seyhan Ovası Proje Alanı Ve Sulama Birlikleri 61 Şekil 3.4. Tntmips Yazılımının Ekran Görüntüsü Şekil 4.1. Adana Kent Yerleşimi Ve Çevresi 1967 Yılı Sınıflandırılmış Görüntüsü 84 Şekil 4.2. Adana Kent Yerleşimi Ve Çevresi 2007 Yılı Sınıflandırılmış Görüntüsü 86 Şekil Yılları Kentsel Değişim Görüntüsü Şekil 4.4. ASO Kıyı Kesimi 1977 Yılı Sınıflandırılmış Görüntüsü Şekil 4.5. ASO Kıyı Kesimi 2007 Yılı Sınıflandırılmış Görüntüsü Şekil Yılları Arası Değişim Görüntüsü Şekil Yılı Landsat Sınıflandırılmış Görüntü 100 Şekil Yılı Landsat Sınıflandırılmış Görüntü 101 Şekil Yılı Landsat Sınıflandırılmış Görüntü 102 VIII

11 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 2.1. Landsat 7 ETM+ (Enhanced Tematik Maper Plus) Algılama Bandları Ve Özellikleri Çizelge 2.2. Landsat 1, 2, 3 MSS (Multispektral Scanning System) Algılama Bandl 26 Çizelge 2.3. Spot 5 Spektral Band Aralıkları Ve Resulusyonları Çizelge 2.4. İkonos Algılayıcılarının Teknik Özellikleri Çizelge 2.5. Quickbird 2 Teknik Özellikleri.. 30 Çizelge 2.6. IRS Pankromatik, LISS-3 Multispektral Ve WIFS Sensörlerine Ait Teknik Özellikler 31 Çizelge 2.7. Aster Uydu Görüntüsünün Teknik Özellikleri Çizelge 3.1. Aşağı Seyhan Ovası Projeleri Sulama Alanları Ve İşletmeye Açıldığı Yıllar.. 59 Çizelge 3.2. Sulama Birliklerine İlişkin Proje Ve Sulama Alanları 62 (2007) Çizelge 3.3. ASO'da Uygulanan Sulama Yöntemleri Ve Oransal 64 Dağılımı... Çizelge 3.4. ASO Sulama Projesi Ürün Deseni (%) 66 Çizelge 3.5. ASO Proje Alanında Pamuk Üretiminden Elde Edilen Net Kar (1988 Yılı Fiyatlarıyla), Ekim Alanı, Ekiliş Oranı. (YURDAKUL, O. Ve N. ÖREN, 1991.) 68 Çizelge 3.6. Çalışmada Kullanılan 1/25000 Ölçekli Standart Topografik Haritalar Çizelge 3.7. Kullanılan Görüntülerinin Karakteristik Özellikleri. 72 Çizelge 4.1. Çizelge 4.2. ASO'da Öngörülen Ve Yılları Gerçekleşen Bitki Deseni (%).. 76 ASO'da Öngörülen Ve Yılları Gerçekleşen Bitki Deseni (%).. 76 IX

12 Çizelge 4.3. ASO'da Öngörülen Ve Yılları Gerçekleşen 77 Bitki Deseni (%)... Çizelge 4.4. ASO'da Öngörülen Ve Yılları Gerçekleşen Bitki Deseni (%) Çizelge 4.5. ASO'da Öngörülen Ve Yılları Gerçekleşen Bitki Deseni (%).. 77 Çizelge 4.6. Yetiştirilen Bitki Seçiminde Etkili Olan Faktörler (Çelik, Y., B., Paksoy, S., 1998) Çizelge 4.7. ASO Da Sulama Öncesi, Öngörülen Bitki Deseni Çizelge 4.8. Çapraz Sınıflama Matrisi.. 83 Çizelge Yılları Arası Adana İli Kentsel Değişimi (Ha) 87 Çizelge Yılları Arası Adana İli Kent Yerleşimi Ve Çevresi Değişime Uğrayan Sınıflar Ve Değişim Değerleri 87 Toplamları. Çizelge Yılları Arası Kıyı Arazi Değişimi(Ha) Çizelge Yılları Arası ASO Kıyı Kesimindeki Değişime Uğrayan Sınıflar Ve Değişim Değerleri Toplamları Çizelge 4.13 Aşağı Seyhan Ovası 1985, 1993 Ve 2005 Yılları Arazi Kullanım Durumu. 98 Çizelge 4.14 ASO da Proje Öncesi, Proje Öngörüsü Ve Sınıflandırılmış Görüntülerden Belirlenen Bazı Ürünlerin Yıllara Göre Gerçekleşen Ekimleri X

13 1. GİRİŞ Zeki SEYRAN 1.GİRİŞ Aşağı Seyhan Ovasının geçmişten günümüze arazi kullanımdaki değişimi etkileyen faktörlerin başında ovada uygulamaya konulan sulama projesi ve beraberinde su ile gelen sosyal, ekonomik ve kültürel gelişim vardır. Ovada sulama projesi geliştirilirken, ekilecek bitki türleri arttırılarak, kuru koşullarda tarım yaparak geçimini sağlayan yerel çiftçilere yeni gelir kaynağı oluşturmak hedeflenmiştir (Scheumann, 1997). Aşağı Seyhan Ovasındaki arazi kullanım türlerini, yerleşim, endüstri alanları, tarım, orman, kıyı kumulları, su yüzeyleri ve yollar olarak altı ana başlık altında toplayabiliriz. Aşağı Seyhan sulama projesi ile birlikte sulu tarıma geçilmesi ve uygun iklim koşulları nedeniyle ürün deseninin çeşitlenmesi sonucu tarım alanlarının kullanımındaki değişimi arttırmıştır. Kış yağışları ile kuru koşularda tarımsal üretim yapılan Aşağı Seyhan Ovası, sulama projesinin hayata geçirilmesi ile, yılda üç ürünün ve yirmiden fazla ürün çeşidinin yetiştiriciliğinin yapılabildiği ülkemizin en önemli üretim ortamına dönüşmüştür. Tarımsal sulama amaçlı projelerin, ülkenin yalnız tarımında değil kırsal alanda sosyal ve ekonomik yaşama getirdiği büyük yararlar nedeniyle de, Türkiye'nin ekonomisinde önemli bir yeri vardır. Ancak sulama projelerinin yalnız bu yönleriyle değil, kırsal alanda sosyal gelişimin ve ekonomik refahın sağlanmasındaki yeri ve öneminin bilinci içerisinde "entegre (bütünleşik) plan" anlayışına uygun olarak ele alınmasında sayılamayacak kadar çok yararlar vardır. Zira sulama projelerinde, fiziksel tesislerin tarımsal üretim süreci ile yeterince entegre edilmemesi sonucunda, sulama altyapısının ekonomiye yarar yerine yük getireceği bilinen bir gerçektir. Bu nedenlerle, büyük sulama projelerinde, planlama aşamasından başlayarak proje, inşaat, işletme ve bakımın yanı sıra tarla içi hizmetleri (arazi toplulaştırması, arazi tesviyesi, tarla içi sulama, drenaj ve ulaşım sistemleri), yerleşimin yeniden düzenlenmesi, sulu tarım çiftçisinin eğitimi, donatımı/örgütlenmesi ve ürünlerin pazarlanmasına kadar uzanan çok yönlü bir çok çalışmayı bir bütün olarak kapsamalıdır (Balaban, 1989; Çevik, 1992). 1

14 1.GİRİŞ Zeki SEYRAN Oysa ülkemizde, kuru tarımdan sulu tarıma geçerken, sulamanın başladığı ilk yıllarda büyük ürün artışından kaynaklanan yanlış izlenime dayanılarak, birçok sulama projesi, tarla içi hizmetleri yapılmadan, diğer bir deyişle entegre plan anlayışından uzak bir şekilde uygulanmakta ve işletmeye açılmaktadır. Bu durum çeşitli sorunlara neden olduğu gibi, yapılan sulama yatırımlarından etkin bir şekilde yararlanılmasını da uzun vadede engellemektedir. Ortaya çıkan sakıncalardan başlıcaları, kamu sulamalarında sulama randımanı, sulama oranı ve ürün deseni oranlarının beklenen hedeflerin altında kalmalarıdır (Çevik ve ark,1992). Doğal ve kültürel kaynakları koruma yönteminin temelinde, fiziksel çevrenin işlevselliğini ve çok yönlü yararlanmayı sağlayacak planlama, tasarım ve yönetimden söz edilebilir. Bu bağlamda doğal kaynakların koruma-kullanım dengesi gözetilerek toplumun istekleri doğrultusunda sürdürülebilir biçimde çok yönlü olarak kullanımının sağlanması son derece önemlidir. Bu amaçla sorun çözme ve karar verme sürecinde yardımcı olacak bilgilerin üretilmesi ve yönetilmesinde uzaktan algılama ve CBS gibi iki disiplinin bir arada kullanılması, elde edilen bilgilerin izlenmesi ve kontrolü için son derece gereklidir (Tunay ve ark, 2008). Doğal kaynakların varolan alan kullanımları ile olan ilişkisinin analizi ve sorgulanması, gerçekleştirilecek fiziki planlama yaklaşımları için büyük önem taşımaktadır. Analiz ve sorgulamanın sayısal temele dayalı olmaları için, Uzaktan Algılama verilerinin kullanılması ve Coğrafi Bilgi Sistemleri yardımıyla planlama çalışmalarının daha hızlı, doğru ve güncel olması gerekmektedir (Murayoma, 2001). Uzaktan algılama tekniği ile çok kısa süreçlerde ve çok geniş yeryüzü alanları hakkında çeşitli veriler elde edilebilmektedir (Gopal ve ark, 1999). Söz konusu veriler, uzaktan algılama teknikleri ile dünyamızın en önemli doğal kaynağı olan toprakların taksonomik birimlerinin ortaya konulması ve doğal sınırlarının çizimi, arazi kullanım planlamaları, tarımsal alanların sınırları, yüz ölçümleri, ürün rekoltesi yanında, jeoloji ve jeomorfoloji, haritacılık ve yeryüzü coğrafyası, meteoroloji, vejetasyon deseni, havza etütleri, endüstri alanları, kent yönetimi ve yeni yerleşim alanları tasarımı, pestisit ve insektisitten kaynaklanan bitkisel zararların saptanması, çevresel kirlilik, okyanus, deniz, göl ve akarsular üzerinde araştırmalar, doğal ve hızlandırılmış toprak aşınımı, ormancılık, doğal ve 2

15 1.GİRİŞ Zeki SEYRAN arkeolojik sit alanları, topoğrafik, askeri amaçlı etütler doğal ve kültürel kaynakların ortaya konulması gibi geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Uydu görüntüleri yer referanslı olmaları nedeniyle değişimleri meydana getiren veya etkileyen diğer yersel verilerle birlikte analiz edilebilirler. Coğrafi Bilgi Sistemlerinin (CBS), küresel konum sistemleri ile uyumlu olması, üretilen haritaların katmanlar halinde CBS ortamında sorgulanabilmesi ve oluşturulan veri tabanları ile birlikte planlama amaçlı kullanılabilmesi gibi nedenler arazi kullanım türlerinin belirlenmesi ve değişimin izlenmesinde uzaktan algılama çalışmalarını vazgeçilmez kılmaktadır (Franklin ve ark, 2000; Rogan ve Chen, 2004; Başayiğit ve ark, 2005). Aşağı Seyhan Ovasının geçmişten günümüze arazi kullanımındaki değişimin belirlenebilmesi için çağdaş yöntemlerle güncel ve geçmiş arazi kullanımlarının belirlenmesi ve bunların karşılaştırılması gerekmektedir. Yapılan bu çalışma ile kış yağışlarına bağlı olarak 1942 yılına kadar kuru şartlarda tarımsal üretim yapılan Aşağı Seyhan Ovasında, DSİ ce gerçekleştirilen Aşağı Seyhan Ovası sulama projesinin proje öngörülerini ve gerçekleşmeleri karşılaştırabilmek için kamu kurum ve kuruluşlarının arşivlerinde kaynak taraması yapılmıştır. Proje sonrası sulu tarıma geçilmesi ile başlayan süreçten günümüze kadarki döneme gelinceye kadar yapılan planlama öngörüleri ve bu öngörülerin ne oranda gerçekleştiği, geçmişten günümüze arazi kullanımındaki değişim ve değişimde etkili olan faktörler araştırılmıştır. Farklı tarihlerde algılanmış uzaktan algılama görüntüleri eğitimli sınıflama tekniği uygulanarak sınıflandırılmış ve elde edilen sınıflandırılmış görüntüler çapraz sınıflamaya tabi tutularak aynı alana ait farklı tarihlerdeki arazi kullanım sınıfları arasındaki sınıflar arası değişim belirlenerek Aşağı Seyhan Ovasının geçmişten günümüze arazi kullanımındaki değişim coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama ile belirlenebilme olanakları araştırılmıştır. 3

16 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2.1. Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), konuma dayalı işlemlerle elde edilen grafik ve grafik olmayan verilerin toplanması-saklanması, analizi ve kullanıcıya sunulması işlevlerini bir bütünlük içerisinde gerçekleştiren bir bilgi sistemidir. CBS, coğrafik bilgileri bir bilgisayar ortamında depolayan ve analiz eden bir araçtır. CBS ye veri oluşturan bilgilerin coğrafi bilgi olma özelliğini taşıması gerekmektedir. Coğrafi Bilgi; genel anlamda, yer yuvarlağıyla ilişkili veriler ve bu verilerle ilişkili diğer tüm veriler olarak tanımlanabilir. Bu bilgilerin yer yuvarlağıyla olan ilişkileri dolayısıyla, bulundukları noktaların, sınırladıkları alan veya alanların konum bilgisi de bu veriler arasında önemli yer tutan bilgilerdir (Yomralıoğlu, 2000). Coğrafi veriler örneklenirse, ormanlar, akarsular, binalar, yollar, topoğrafik, hidrografik, kadastral bilgiler, bitkiler, hayvanlar, nüfus dağılımları, sosyo-ekonomik bilgiler v.b. sayılabilir ve bu veri örnekleri arttırılabilir (Yomralıoğlu, 2000) Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) nedir? Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS); İngilizce Geographical Information Systems (GIS) ifadesinin Türkçe'ye çevrilmişi olup, grafik ve grafik olmayan bilgilerin ve bu bilgilere bağlı diğer verilerin, bir sistem içerisinde ele alınıp sınıflanması, düzenlenmesi, saklanması ve sistemdeki bu bilgilerin istenilen amaca uygun sorgulanarak analiz edilmesidir. Kullanıcıya sunulması gerekli detay bilgiye ve buradan da sonuca en hızlı biçimde ulaşarak uygun çıktı alabilmeyi bütünlük içerisinde gerçekleştiren bir bilgi sistemidir. CBS kullanıcıların çok farklı disiplinlerden olması nedeniyle, bu kavram da değişik şekillerde tanımlanmaktadır. Özellikle CBS'nin dünyada konumsal bilgi ile ilgilenen kişi, kurum ve kuruluşlar arasında geniş bir merak uyandırması, 4

17 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN gelişmelerdeki hızlı değişiklikler, özellikle ticari beklentiler, farklı uygulama ve fikirler, CBS'nin standart bir tanımının yapılmasına henüz izin vermemiştir. CBS, kimi araştırmacılara göre konumsal bilgi sistemlerinin tümünü içeren ve coğrafik bilgiyi irdeleyen bir bilimsel kavram, kimilerine göre; konumsal bilgileri dijital yapıya kavuşturan bilgisayar tabanlı bir araç, kimilerine göre de; her hangi bir düzenlemeye (organizasyona) yardımcı olan bir veri tabanı ve yönetim sistemi olarak nitelendirilmektedir (Altan ve ark, 1996; Batuk ve Külür, 1996; Yomralıoğlu ve Çelik, 1994; Yomralıoğlu, 2000). Bütün bu düşünceler ışığında, coğrafi bilgi sistemlerinin aşağıdaki şekillerde değişik yönlü tanımlamaları yapılmaktadır. "CBS, belirli bir amaçla yeryüzüne ait verilerin toplanması, depolanması, sorgulanması, transferi ve görüntülenmesi işlevlerini yerine getiren araçların tümüdür" (Burrough, 1998). "CBS, genel harita bilgilerini görüntülemeye yarayan bilgi yönetimi sisteminin bir şeklidir" (Dale ve McLaughlin, 1988). "CBS, coğrafik bilgileri bir bilgisayar ortamına depolayan ve analiz eden bir araçtır" (ESRI, 1994; Yomralıoğlu, 2000). "CBS, konumsal veya coğrafik koordinatları referans alan ve bu veriler ile çalışmayı tasarlayan bir bilgi sistemidir" (Star ve Estes, 1990). "CBS, yeryüzü referanslı verileri toplayan, depolayan, kontrol eden, işleyen, analiz eden ve görüntüleyen bir sistemdir" (AGI, 1991; Yomralıoğlu, 2000). Buna göre; CBS bilgi teknolojisine dayalı bir veri toplama, işleme ve sunma aracı olarak veya yoğun ve karmaşık konum bilgilerinin etkin bir şekilde denetlenebildiği bir yönetim tarzı veya coğrafîk verilerin daha verimli kullanılmasına olanak sağlayan bir sistem ya da bunların bir bütünü olarak algılanmaktadır. Bütün bu tanımlarda, coğrafyaya konu olan bilgilerin toplanmasından, bu bilgilerin üretilmesine kadar geçen süreçte bir takım mekansal analitik işlemlerin gerçekleşmesi için bilgisayarın bir araç olarak kullanılması ve tüm bunların ancak bir sistem dahilinde sağlanabileceği vurgulanmaktadır. Özetle Coğrafi Bilgi Sistemleri; konuma dayalı gözlemlerle elde edilen grafik ve grafik olmayan bilgilerin toplanması, saklanması, işlenmesi ve kullanıcıya sunulması işlevlerini bir bütünlük 5

18 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN içerisinde gerçekleştiren bir bilgi sistemi olarak tanımlanabilmektedir (Maguire, 1992; Yomralıoğlu, 2000; Tekinsoy ve ark, 2003). C.B.S Uygulama Alanlarına Göre Değişik İsimlerle İfade edilmektedir; Arazi Bilgi Sistemi (Land Information System) Arazi Veri Sistemi (Land Data System) Coğrafik Referanslı Bilgi Sistemi (Geographically Referenced information System) Çok Amaçlı Kadastro (Multipurpose Cadastre) Doğal Kaynak Yönetimi Bilgi Sistemi (Natural Resource Management Information System) Görüntü İşlem Tabanlı Bilgi Sistemi (Image Based Information System) Kadastral Bilgi Sistemi {Cadastral Information System) Kent Bilgi Sistemi (Urban Information System) Mekansal Karar- Destekli Bilgi Sistemi (Spatial Decision Support Information System) Mülkiyet Bilgi Sistemi (Property Information System) Planlama Bilgi Sistemi (Planning Information System) Ticari Analiz Bilgi Sistemi (Market Analysis Information System) Toprak Bilgi Sistemi (Soil Information System) Mekansal Bilgi Sistemi (Spatial Information System) CBS'nin uygulama biçimine göre yapılan farklı isimlendirmeleri yanında, bir çok uzman, coğrafi bilgi sistemlerindeki hızlı gelişme ile bazı veri toplama ve işleme tekniklerinin gelişimi arasında bir bağlantı olduğunu ileri sürüp, buna aşağıdaki bilgi sistemlerim örnek olarak vermektedirler. Bilgisayar Destekli Tasarım (Computer Aided Desing) Bilgisayar Destekli Kartografya (Computer Aided Cartography) Veri Tabanı Yönetim Sistemleri (Data Base Management Systems) Uzaktan Algılama (Remote Sensing) Yukarıda sözü edilen sistemlerin bazı özellikleri, coğrafi bilgi sistemleri bünyesinde toplanmış ve sonuçta; disiplinler arası bir teknik ortaya çıkmıştır. Ancak, bu sistemlerin hiçbirinde olmayıp da sadece CBS'de olan bir özellik vardır ki; o da 6

19 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN coğrafi analiz olup, diğer bir deyişle, mekansal analitik işlemleri gerçekleştirebilme yeteneği olarak ortaya konulmuştur. Genelde bilgisayar destekli sistemler, yapılan işlemlerde tam otomasyonu tesis etmek üzere geliştirilmişken, CBS bu sistemlerden farklı olarak gereğinde konum verilerinden yeni bilgiler üretme fonksiyonlarına sahiptir. Özellikle, grafik ve grafik-olmayan veri tabanlarının birbiriyle olan etkileşimi kullanıcıya çok yönlü çözümler sunarak CBS' yi diğer klasik sistemlerden farklı kılmaktadır. Bilgisayarların konumsal analizlerde ve haritacılık çalışmalarında kullanılmasına yönelik tarihsel gelişmeler ile otomatik veri toplama, veri analizi ve sunumu çalışmalarındaki gelişmelerin paralellik gösterdiği görülmektedir. Bu alanlar; kadastral ve topoğrafik harita üretimi, tematik kartoğrafya, sivil mühendislik, coğrafya, konumsal değişimlerin matematiksel uygulamaları, toprak bilimi, yersel ölçmeler ve fotogrametri, kentsel ve kırsal arazi planlaması, altyapı hizmetleri, uzaktan algılama ve görüntü analizi çalışmalarıdır. Ulusal güvenliğe yönelik askeri uygulamalar da burada sözü edilen disiplinlerin bir bölümünü kapsamaktadır. Değişik disiplinlerdeki bu farklı uygulamalarda zamanla veri tekrarı (data duplication) sorununun ortaya çıktığı gözlenmiştir. İlk bakışta aynı görünen, aslında birbiri ile ilişkili olan bu alanlardaki veri tekrarı sorunu, günümüzde, teknik ve kavramsal problemlerin çözülebilmesi için, değişik konumsal veri işleme yöntemlerini içeren genel amaçlı coğrafi bilgi sistemleri ile çözülmektedir (Yomralıoğlu, 2000) Coğrafi Bilgi Sistemlerinin Tarihsel Evrimi Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS)'nin kavramsal anlamda ilk ortaya çıkışı, 1963 yılında Roger Tomlinson liderliğinde başlatılan ve Kanada'nın ulusal arazilerinin özelliklerine göre saptanmasına yönelik olarak geliştirilen Kanada CBS projesiyle gerçekleşmiştir. Harvard Üniversitesinde, 1966 yılında, gerçekleştirilen bir projede ilk teorik CBS çalışmaları yapılmıştır. Bu proje ile çizgi tabanlı eğim haritalarının bilgisayar aracılığı ile üretilebileceği anlaşılmış ve bu amaçla SYMAP (Synagraphic Mapping System) adı verilen bir yazılım geliştirilmiştir. 1970'li yıllarda yine aynı 7

20 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN üniversitede, poligon bindirme işlemleriyle veri katmanı oluşumuna olanak sağlayan ODYSSEY adlı yazılım geliştirilmiştir. Bu ürünler, CBS fonksiyonunu yerine getiren konumsal veri işlem alanındaki ilk uygulamalar olarak bilinirler (Coppock ve Rhind, 1992; Yomralıoğlu, 2000) CBS Bileşenleri CBS nin beş temel bileşeni vardır. Bunlar; donanım (hardware), yazılım(software), veri (data), insanlar (mekansal analiz uzmanları) ve metotlardır (amaç algoritmaları) Donanım (Hardware) CBS nin işlemesini mümkün kılan bilgisayar ve buna bağlı yan ürünlerin bütünü donanım olarak adlandırılır. Bütün sistem içerisinde en önemli araç olarak gözüken bilgisayar yanında yan donanımlara da gereksinim vardır. Örneğin, yazıcı (printer), çizici (plotter), tarayıcı (scanner), sayısallaştırıcı (digitizer), veri kayıt üniteleri (data collector) gibi aygıtlar bilgi teknolojisi araçları olarak CBS için önemli sayılabilecek donanımlardır. Bugün bir çok CBS yazılımı farklı donanımlar üzerinde çalışmaktadır. Merkezileştirilmiş bilgisayar sistemlerinden masaüstü bilgisayarlara, kişisel bilgisayarlardan ağ (network) donanımlı bilgisayar sistemlerine kadar çok değişik donanımlar kullanılmaktadır (Yomralıoğlu, 2000) Yazılım (Software) CBS nin kurulum bileşenlerinden biri olan yazılım, diğer bir deyişle bilgisayarda koşabilen program, coğrafik bilgileri depolamak, analiz etmek ve görüntülemek gibi gereksinim ve fonksiyonları kullanıcıya sağlamak üzere, yüksek düzeyli programlama dilleriyle gerçekleştirilen algoritmalardır. Yazılımların pek çoğunun ticari amaçlı firmalarca geliştirilip üretilmesi yanında üniversite ve benzeri araştırma kurumlarınca da eğitim ve araştırmaya yönelik geliştirilmiş yazılımlar da bulunmaktadır. Dünyadaki CBS pazarının önemli bir kısmı yazılım geliştiren 8

21 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN firmaların elindedir. Bu bakımdan günümüzde CBS bu tür yazılımlarla neredeyse özdeşleşmiş durumdadır. En popüler CBS yazılımlarına örnek Arc/Info, Intergraph, MapInfo, SmallWorld, Genesis, Idrisi, Grass, TNT Mips vb. verilebilir. Coğrafi bilgi sistemine yönelik bir yazılımda olması gereken temel özelliklerden bazıları şunlardır; Yazılım donanımdan bağımsız olmalı, farklı donanımlarda ve bu donanımlar üzerindeki farklı işletim sistemlerinde çalışabilmelidir. Yazılım geliştirilmesi sürekli olmalı, geliştirilmesi durdurulmuş yada iptal edilmiş yazılımlar seçilmemeli böylece yeni gelişmeler sonrası yazılımın yeni sürümleri çıktıkça güncelleme olanağı açık ve ucuz olmalıdır. CBS merkezinde yazılımın kullanımı konusunda temel ve ileri düzeyde eğitim desteği sürekli ve ucuz sağlanabiliyor olmalı. Seçilecek yazılımın yurtdışı ve özellikle yurt içi referans kullanıcı sayısının ve yazılımın kullanılarak gerçekleştirilmiş projeler ve işlevselliklerinin iyi araştırılması gerekir. Bir CBS yazılımında olması gereken temel fonksiyonları da şu şekilde sıralayabiliriz. Coğrafik veri/bilgi girişi ve işlemi için gerekli araçları bulundurması, Bir veri tabanı yönetim sistemine sahip olmak, Konumsal sorgulama, analiz ve görüntülemeyi desteklemeli, Veri sunuş fonksiyonlarını gerçekleştirebilmeli, Ek donanımlar ile olan bağlantılar için ara-yüz desteği olmalıdır (Yomralıoğlu, 2000). 9

22 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN Veri (Data) CBS nin en önemli bileşenlerinde biri de veri dir. Grafik yapıdaki coğrafik veriler ile tanımlayıcı nitelikteki öznitelik veya tablo verileri gerekli kaynaklardan toplanabileceği gibi, piyasada bulunan hazır haldeki veriler de satın alınabilir. CBS konumsal veriyi diğer veri kaynaklarıyla birleştirebilir. Böylece birçok kurum ve kuruluşa ait veriler organize edilerek konumsal veriler bütünleştirilmektedir. Veri, uzmanlarca CBS için temel öğe olarak kabul edilirken, elde edilmesi en zor bileşen olarak görülmektedir. Veri kaynaklarının dağınıklığı, çokluğu ve farklı yapılarda olmaları, bu verilerin toplanması için büyük zaman ve maliyet gerektirmektedir. Nitekim CBS ye yönelik kurulması tasarlanan bir sistem için harcanacak zaman ve maliyetin yaklaşık %50 den fazlası veri toplamak ve üretmek için gerekmektedir (Yomralıoğlu, 2000) İnsan CBS teknolojisi insanlar olmadan sınırlı bir yapıda olurdu. Çünkü insanlar gerçek dünyadaki problemlere çözümler bulmak üzere gerekli sistemleri yönetir ve gelişme planları hazırlar. CBS kullanıcıları, sistemleri tasarlayan ve koruyan uzman kullanıcılardan günlük işlerindeki performanslarını artırmak için bu sistemleri kullanan kişilerden oluşan geniş bir kitledir. Dolayısıyla coğrafi bilgi sistemlerinde insanların istekleri ve yine insanların bu istekleri karşılamaları gibi bir süreç yaşanır. CBS nin gelişmesi mutlak suretle insanların, yani kullanıcıların ona sahip çıkmalarına ve konuma bağlı her türlü analiz için CBS yi kullanabilme yeteneklerini artırmaya ve değişik disiplinlere yine CBS nin avantajlarını tanıtmakla mümkün olabilecektir. Değişik çalışma gruplarından insanlara CBS nin kendi çalışma alanlarında nasıl kullanılabileceği konusunda toplantılar ve sempozyumlar düzenlenerek değişik disiplinlerdeki kullanımı artırılmalıdır. Başarılı bir CBS için uzman seviyesinde bilgisayar operatörlüğü olan ve sistemin kurulum amacına uygun konusunda uzman (harita müh., maden müh., ziraat 10

23 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN müh. vb.) bireysel ve kolektif çalışma ruhuna uygun niteliklere sahip kişilere ihtiyaç vardır. Sistemin başarısı ve devamlılığı için bunların yanında kişilerin çalışma şartlarının iyileştirilmesi, sosyal ve ekonomik açıdan desteklenmesi ve teşvik edici tedbirlerin alınması gerekir (Yomralıoğlu, 2000) Metotlar Başarılı bir CBS, çok iyi tasarlanmış plan ve iş kurallarına göre işler. Bu tür işlevler her kuruma özgü model ve uygulamalar şeklindedir. CBS nin kurumlar içerisindeki birimler veya kurumlar arasındaki konumsal bilgi akışının verimli bir şekilde sağlanabilmesi için gerekli kuralların yani metotların geliştirilerek uygulanıyor olması gerekir. Konuma dayalı verilerin elde edilerek kullanıcı talebine göre üretilmesi ve sunulması mutlaka belli standartlar yani kurallar çerçevesinde gerçekleşir. Genellikle standartların tespiti şeklinde olan bu uygulamalar bir bakıma kurumun yapısal organizasyonu ile doğrudan ilgilidir. Bu amaçla yasal düzenlemelere gidilerek gerekli yönetmelikler hazırlanarak ilkeler tespit edilmeli, kurumlar arası koordinasyon ve işbirliği olanakları araştırılarak artırılmalıdır (Yomralıoğlu, 2000) CBS'de Temel İşlevler Coğrafi Bilgi Sistemleri nin sağlıklı bir şekilde çalışması aşağıdaki 4 temel işlevlerin yerine getirilmesine bağlıdır. Bunlar; Veri Toplama Coğrafik veriler toplanarak, CBS de kullanılmadan önce mutlaka sayısal yani dijital formata dönüştürülmelidir. Verilerin kağıt ya da harita ortamından bilgisayar ortamına dönüştürülmesi işlemi sayısallaştırma (digitizing) olarak bilinir. Modern CBS teknolojisinde bu tür işlemler büyük boyutlu projelerde tarama tekniği 11

24 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN kullanılarak otomatik araçlarla gerçekleşir. Küçük boyutlu projelerde daha çok masa tipi sayısallaştırıcılar kullanılarak elle sayısallaştırma yapılabilir. Bugün birçok coğrafik veri CBS ye uyumlu formatta hazır halde piyasada mevcuttur. Bunlar üretici firmalardan sağlanarak doğrudan kurulacak sisteme aktarılabilir (Yomralıoğlu, 2000) Veri Yönetimi Küçük boyutlu CBS projelerinde coğrafik bilgilerin sınırlı boyuttaki basit dosyalarda saklanması mümkündür. Ancak, veri hacimlerinin geniş ve kapsamlı olması, bunun yanında birden çok veri gruplarının kullanılması durumunda Veri Tabanı Yönetim Sistemleri (Data Base Management Systems) verilerin saklanması, organize edilmesi ve yönetilmesine yardımcı olur. Veri tabanı yönetim sistemleri, bir bilgisayar yazılımı olup veri tabanlarını yönetir veya birleştirir. Bir çok yapıda tasarlanmış veri tabanı yönetim sistemi vardır, ancak CBS için en kullanışlısı ilişkisel (relational) veri tabanı sistemidir. Bu sistem tasarımında veriler tablo bilgilerinin elde edilişindeki düşünce yapısına uygun olarak bilgisayar belleğinde saklanır. Farklı bilgiler içeren tabloların birbiriyle ilişkilendirilmesinde bu tablolardaki ortak sütunlar kullanılır. Bu yaklaşım basit fakat esnek bir tasarım olup, geniş çapta CBS uygulamalarında kullanılmaktadır (Yomralıoğlu, 2000) Veri İşleme Bazı durumlarda özel CBS projeleri için veri çeşitlerinin birbirine dönüşümü veya irdelenmesi istenebilir. Verilerin sisteme uyumlu olması bunu gerektirebilir. Örneğin, konumsal bilgiler farklı ölçeklerde mevcut olabilir (yol verileri 1/ , nüfus dağılım verileri 1/10.000, bina verileri 1/1.000 gibi). Tüm bu bilgiler birleştirilmeden önce aynı ölçeğe dönüştürülmelidir. Bu dönüşüm görüntü amacıyla geçici olabileceği gibi, bir analiz işlemi için sürekli ve kalıcı da olabilir. CBS, gerek bilgisayar ortamında obje üzerine imlecin (mouse) tıklanması ile basit sorgulama kapasitesine, gerekse çok yönlü konumsal analiz araçlarıyla (tools) yönetici ve 12

25 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN araştırıcılara istenen süreçte bilgi sunar. CBS teknolojisi artık coğrafik verileri istatistiksel grafikler ve eğer olur ise.. (if conditions) şeklindeki mantık sorgulamaları ve senaryolar şeklinde irdeleme aşamasına gelmiştir. CBS teknolojisi konumsal verilerin sorgulanması ve analizinde, yazılımlar sayesinde, birçok veri her türlü geometrik ve mantıksal işleme tabi tutulabilir (Yomralıoğlu, 2000) Veri Sunumu Görsel işlemler yine CBS için önemli bir işlevdir. Birçok coğrafik işlemin sonunda yapılanlar harita veya grafik gösterimlerle görsel hale getirilir. Haritalar coğrafik bilgiler ile kullanıcı arasındaki en iyi iletişimi sağlayan araçlardır. Kartoğrafların uzun yıllardır harita üretmesine karşın, CBS kartoğrafya biliminin hızlı gelişmesine de katkıda bulunan yeni ve daha etkili araçları sunmaktadır. Haritalar, yazılı raporlarla, üç boyutlu gösterimlerle, fotoğraf görüntüleri ve çok ortamlı (multimedia) ve diğer çıktı çeşitleriyle birleştirebilmektedir (Yomralıoğlu, 2000) CBS Nasıl Çalışır? CBS yeryüzüne ait bilgileri, coğrafik anlamda birbiriyle ilişkilendirilmiş tematik harita katmanları gibi kabul ederek saklar. Bu basit ancak konumsal bilgilerin değerlendirilmesi açısından son derece güçlü bir yaklaşımdır. Bu yaklaşım, örneğin, dağıtım görevi üstlenmiş taşıma araçlarının optimum yük dağıtımından, planlamaya dayalı uygulamalara ait detay kayıtlarına, atmosferdeki değişimlerin modellenmesine kadar birçok gerçek dünya probleminin çözümüne imkan sağlar (Yomralıoğlu, 2000). 13

26 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN Coğrafik Referanslar Coğrafik bilgiler, enlem-boylam şeklindeki coğrafi koordinat ya da ulusal koordinatlar gibi kesin değerleri veya adres, bölge ismi, yol ismi gibi tanımlanan referans bilgileri içerirler. Bu coğrafik referanslar objelerin konumlandırılmasına yani koordinatı bilinen bir pozisyona yerleştirilmelerine imkan sağlar. Böylece ticari bölgeler, araziler, orman alanları, yeryüzü kabuk hareketleri ve yüzey şekillerinin analizleri konuma bağlı olarak belirlenir. Coğrafik referans konumu belirlerken, konum verisi yani koordinat bilgisi seçilecek veri modeline bağlı olarak ifade edilir. Bu ifade şekli CBS de iki farklı konumsal veri modeli biçimindedir. Bunlar vektörel (vector) ve hücresel (raster) veri modelleridir (Yomralıoğlu, 2000) (1). Vektörel Veri Modelleri Vektörel veri modelinde, coğrafi veri elementleri (nokta, çizgi ve poligonlar) (x,y) koordinat değerleriyle kodlanarak depolanırlar. Nokta özelliği gösteren bir elektrik direği tek bir (x, y) koordinatı ile tanımlanırken, çizgi özelliği gösteren bir yol veya akarsu şeklindeki coğrafik varlık birbirini izleyen bir dizi (x1,y1) (x2,y2) (x...,y...) (xn,yn) koordinat serişi şeklinde saklanır. Poligon özelliğine sahip coğrafik varlıklar, örneğin imar adası, bina, orman alanı, parsel veya göl, kapalı şekiller olarak, başlangıç ve bitişinde aynı koordinat olan (x1,y1) (x2,y2) (x...,y...) (xn,yn) (x1,y1) dizi koordinatlar ile depolanır. Vektörel model coğrafik varlıkların kesin konumlarını tanımlamada son derece yararlı bir modeldir. Ancak, süreklilik özelliği gösteren coğrafik varlıkların, örneğin toprak yapısı, bitki örtüsü, jeolojik yapı ve yüzey özelliklerindeki değişimlerin ifadesinde daha az kullanışlı bir model olarak bilinir (Yomralıoğlu, 2000). 14

27 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN (2). Raster (Hücresel) Veri Modelleri Hücresel ya da diğer bir deyişle raster veri modeli daha çok süreklilik özelliğine sahip coğrafik varlıkların ifadesinde kullanılmaktadır. Raster görüntü, birbirine komşu grid yapıdaki aynı boyutlu hücrelerin bir araya gelmesiyle oluşur. Hücrelerin her biri piksel (pixel) olarak da bilinir ve fotoğraf ya da haritaların taranması (scanning) ile elde edilirler. Vektör ve raster veri modellerinden biri, genelde CBS uygulama biçimine göre tercih edilerek kullanılır. Ancak günümüzde artık her iki model bir arada kullanılabilmektedir. Bu tür bir kullanım şekli CBS'de hybrid (melez) veri modeli olarak bilinmektedir (Yomralıoğlu, 2000). Şekil 1.1 de Vektör ve Raster veri modellerinin CBS yazılımında birlikte kullanımı görülmektedir. Şekil 2.1. CBS Yazılımlarında Coğrafik Referansların Çakıştırılması 15

28 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN Coğrafi Veriler (Grafik ve Grafik Olmayan Bilgiler) Coğrafi veriler özellikleri itibariyle iki değişik şekilde ifade edilirler. Bunlar grafik ve grafik olmayan bilgiler şeklindedir. Grafik bilgiler; coğrafi varlığın konumu geometrisi, büyüklüğü ve biçimi hakkında bilgi verirken, grafik olmayan (nongraphic) bilgiler, aynı coğrafi varlığın sahip olduğu diğer yapısal özellikler hakkında bilgi verir. Grafik olmayan bilgiler kavramı; bazı kaynaklarda tanımsal bilgiler, metinsel bilgiler veya sözel bilgiler şeklinde de ifade edilmektedir (Yomralıoğlu, 2000) (1). Grafik Bilgiler Grafik bilgiler, belli bir koordinat sistemini referans kabul ederek, sistem uzayında koordinatlarla ifade edilirler. Örneğin, uzayda herhangi bir A detayının konumu; (x, y) kartezyen koordinat değerleriyle veya (y, x) enlem, boylam şeklindeki coğrafi koordinat değerleriyle veya (a, s) açı ve mesafe şeklindeki kutupsal koordinat değerleriyle kesin olarak tanımlanır. Söz konusu detay bir nokta ise, tek bir koordinat değeri yeterli iken; bir çizgi olması halinde bir koordinat dizisine ihtiyaç vardır. Konumlar koordinatlarla ifade edilirken, mutlaka bir koordinat sistemin tanımlanması gerekmektedir. Tanımlanarak temel alınan koordinat sistemi, coğrafik referans olarak adlandırılır. Grafik bilgiler, koordinatlarla ifade edildiğinden detayın geometrisi ve büyüklüğü hakkında da bilgi verirler. Böylece grafik bilgiler, değişik ortamlarda, örneğin kağıt üzerinde, şekil bakımından gerçekte oldukları gibi görünürler. Buna en açık örnek olarak haritalar verilebilir. Çünkü, haritalar koordinat bilgisine dayalı olarak, coğrafi detayların belli ölçeklerde gösterim şekilleridir. Bu bakımdan coğrafi bilgi sistemlerinde haritalar genellikle grafik bilgiler olarak algılanırlar (Yomralıoğlu, 2000). 16

29 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN (2). Grafik Olmayan (Tanımsal, Sözel) Bilgiler Coğrafi varlıkların koordinat bilgileri yanında, bu varlıklar arasındaki ilişkiler ve bu varlıkların özellikleri hakkındaki diğer bilgilere de ihtiyaç vardır. Bunlar genellikle grafik-olmayan tanımlayıcı nitelikteki yazılı bilgiler olup, coğrafi varlıkların, öznitelik (attribute) bilgilerinden oluşurlar. Öznitelik bilgisi, coğrafi detayın sahip olduğu karakteristik özelliğin, alfasayısal olarak gösterimidir. Diğer bir deyişle, grafik olarak ifade edilemeyen özelliklerin, şekilden bağımsız, metinsel olarak ifade edilmeleridir. Örneğin, uzayda bir nokta koordinatıyla tanımlanmış olsa dahi, bu noktanın tüm özellikleriyle bilinebilmesi için, noktanın adı, numarası, işlevi gibi öznitelik bilgilerine de ihtiyaç duyulur. Nokta şeklinde grafik olarak gösterilen bir detay, gerçekte ya da harita üzerinde bir elektrik direğini gösteriyor ise, bu direğin; cinsi, yüksekliği, tesis tarihi, son bakım tarihi, boyu, rengi gibi özniteliklerin her biri grafik-olmayan bilgidir. Yine aynı şekilde grafik olarak bir çizginin gerçekte herhangi bir yolu gösterdiği düşünülürse; yolun cinsi, yapım tarihi, şerit sayısı, genişliği gibi bilgiler de grafikolmayan bilgilerdir. Grafik-olmayan bilgiler, genellikle yazılı olarak tablo dokümanları halinde toplanan verilerden oluşurlar. Bu türden veriler, mevcut kayıt evraklarından elde edilebildiği gibi, anket, istatistik, form doldurma, liste, rapor, sayaç okuma vb. şekillerde de toplanabilirler (Yomralıoğlu, 2000) Coğrafi Veri Elemanları (Elementleri) Coğrafi veriler haritalar üzerinde grafik olarak gösterilirken, bunların yoğunluğu dikkate alındığında, birçok karmaşık şekil ortaya çıkmaktadır. Bu karmaşık yapı bilhassa grafik verilerin sınıflandırılması gereğini ortaya koymaktadır. Bunun nedeni, grafik verilerin geometrik olarak tanımlanmasına imkan vererek, bilgisayar ortamında bu verilerin saklanmasını sağlamaktır. Coğrafi veriler incelendiğinde, bu verilerin üç temel elemandan meydana geldiği görülmektedir. Bunlar; Nokta (point), Çizgi (line) ve Poligon (polygon) şeklindeki geometrik yapılarda olup, coğrafi veri elemanları (elementleri) olarak bilinirler. 17

30 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN Gerçek dünyadaki coğrafi varlıklar irdelendiğinde, bunların sadece bu üç temel geometrik yapıda olduğu görülmektedir. Örneğin; ağaç, tepe noktası, elektrik direği, istasyon, kavşak noktası, yerleşim merkezleri vb coğrafi detaylar nokta ile; akarsu, yol, elektrik, su hattı, gaz şebekesi, kanalizasyon, demir yolu vb. coğrafi detaylar çizgi ile; parsel, bina, göl, imar adası, park alanı, orman, yerleşim alanları vb coğrafi detaylar poligon ile ifade edilirler. Bu yaklaşım coğrafi varlıkların veya haritaların gösterimlerini geometrik olarak çok basite indirgemektedir. Dolayısıyla bir haritanın sadece nokta, çizgi ve poligonlarından meydana geldiğini söylemek mümkündür. Veri elemanlarının konumları bir koordinat veya bir dizi koordinat tarafından ifade edilirken, konum bilgisi dışındaki grafik-olmayan bilgiler öznitelik verileri şeklinde ifade edilirler (Yomralıoğlu, 2000) Uzaktan Algılama Uzaktan Algılamanın Tanımı ve Tarihçesi Uzaktan algılama sözcüğü fiziksel değinimde bulunmaksızın herhangi bir platformdan ve uzaklıktan yapılan ölçümlerle objeler hakkında bilgi edinme bilim ve sanatı olarak tanımlanır (Lilesand and Kiefer,1980). Bu ölçümler objelerin elektromanyetik alandaki spektrumuna, konumsal ve yıl içinde özelliklerinde meydana gelen değişimlere dayanmaktadır. Uzaktan algılama çalışmaları için gereken veriler, elektromanyetik alanlar ve kuvvet alanları içerisinde oluşan yansımaya, mekana ve zamana bağlı farklılıkların ölçülmesi şeklinde de özetlenebilir (Sesören, 1999). Uzaktan algılama biliminin bu özelliği; hızlı, doğru ve geleneksel ölçme yöntemlerine göre daha ekonomik ve ayrıntılı bir araştırma olanağı sağlar. Uzaktan algılama; uzaktan algılama sistemleri ile elde edilen verilerden yararlı bilgiler elde etmek amacıyla yapılan bütün kayıt, işleme, analiz, tanımlama, yorumlama ve sonuç olarak bilgi üretme çalışmalarının tamamını kapsamaktadır. 18

31 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN İnsanların duyu organları, uzaktan algılamanın organik formudur ve insanlar duyuları aracılığıyla çevresini gözler ve bilgi toplar. İnsan gözü de çevresinden bilgiler toplayan bir uzaktan algılama aracı olarak gözetilebilir. Objelerden gelen gözle görülebilir radyasyon göz merceği ve retina ile algılanır beyin vasıtasıyla kaydedilerek görüntü oluşumu sağlanır. Böylece görüntüler tanımlanmış objeler şeklinde yorumlanabilir ve bu durum uzaktan algılamanın çok basit bir şekli olarak tanımlanabilir (Aksoy, 2000). Uzaktan algılamanın tarihçesini belirten belirli bir zaman veya olay göstermek zordur. Başlangıç olarak, Amerika daki iç savaştan önce, balonlardan elde edilen fotoğrafların kullanımı gösterilirken, geçmişinin daha önce olduğu da belirtilmektedir (Maktav ve Sunar, 1991). Yapay uyduların geliştirilmesinden çok daha önce, 1800 yılında Sir William Herschel tarafından ilk defa kızılötesi tanımının yapılması ve 1839 yılında Louis Daguerre nin fotoğrafçılığın kimyası hakkındaki deneyimlerini halka duyurması ile başlayan ve balondan fotoğraf çekimine uzanan uzaktan algılama çalışmalarının ikinci kilometre taşı, hava fotoğrafı platformlarının uçaklara monte edilmesidir. I. ve II. Dünya Savaşları sırasında keşif aracı olarak kullanılan uçaklar sayesinde hava fotoğrafçılığı ve fotogrametri uygulamaları gelişmiştir yılında meteorolojik ve klimatolojik amaçlı TIROS-I uydusunun yörüngesine oturtulmasıyla yeni bir çağ başlamış ve ilk kez uzaktan algılama terimi kullanılmaya başlanmıştır. Ardından 1972 yılında yeryüzü ile ilgili sürekli ve sistematik bir şekilde veri elde etmek amacı ile LANDSAT 1 uydusu fırlatılmıştır (Campell, 1996). Bu gelişmelerin ardından uzaktan algılama çalışmaları hız kazanarak ABD, Rusya, Hindistan, İsrail, Japonya ve birçok Avrupa ülkesi doğal kaynaklarını yönetmek ve korumak amacı ile uzaya kendi uydularını yerleştirmiştir li yıllarda bitki örtüsü çalışmalarında kullanılan kızılötesi fotoğraflar yanında, Side-Looking Airbone Radar ve Synthetic Aperture Radar sistemleri, aktif mikrodalganın uzaktan algılamada başarılı uygulamaları olarak ortaya çıkmıştır lı yıllardan itibaren teknolojinin gelişimi ile birlikte algılayıcı sistemler çeşitlenerek (line- scanner, pushbroom ve yansıma duyarlılığı fazla olan dedektörler) elde edilen görüntüler sivil-ticari uygulamalarda kullanılmıştır (Kavak, 1998). 19

32 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Zeki SEYRAN Kullanılan ilk tekniklerin birçoğu, I. ve II. Dünya Savaşları sırasında askeri amaçlar için geliştirilmiştir. Fakat çok geçmeden bu yöntemlerin askeri amaçlar dışında da kullanılabilme olanağı ortaya çıkmıştır. Asıl gelişme, soğuk savaşın bitmesinin ardından, ülkeler arası şeffaflık ilkesinin benimsenmesi, daha açık politik kurumların oluşması ve küresel bazda bilgi ve iletişim teknolojisinin yayılması ile yaşanmıştır. Daha önceleri hükümetlerin kontrolünde olan uydu görüntüleri alınma ve işletilme çalışmaları halkın arzına sunularak hem ticari hem de bilimsel açıdan yeni bir çağ başlamıştır lı yılların başında Yeni Rusya Federasyonu nun askeri uydu görüntülerini sivil kişi ve kurumlara satmaktaki istekliliği, ABD Parlamentosu nun da firmaların kendi görüntülerini alıp işletmeleri için yasal dayanakların geliştirilmesi konusunda adım atmasına neden olmuştur. Ardından Land Remote Sensing Policy Act of 1992 ve Presidental Decision Directive 23 adlı kanunları çıkararak, uzaktan algılama uydusuna sahip olmak isteyen Amerikan firmalarının lisans almaları sağlanmıştır (Baker, 2001) Uzaktan Algılamanın Temel Esasları Yer yüzeyindeki objelerin insanlar tarafından görülmesinin esas nedeni, bu objelerden insanların gözüne yansıyan ışıktan dolayıdır. Her bir obje yapısına, şekline ve içeriğine göre ışığı absorbe eder, dağıtır ve bir kısmını da yansıtır. Işığın çok önemli kısmını absorbe eden objeler insan gözü tarafından siyah olarak algılanır. Işığın önemli bir kısmını yansıtan objeler de insan gözüne beyaz görünürler. Mavi, yeşil ve kırmızı dalga boylarındaki ışınların bir kısmı yeryüzü objeleri tarafından kullanılmak için absorbe edilir, geriye kalanı ise yansıtılır. Her bir obje absorbe edecek ışığı seçer ve diğerlerini yansıtır. Örneğin sağlıklı bitkiler mavi ve kırmızı dalga boyundaki ışığı absorbe ederek büyümeleri için kullanılırken, yeşil dalga boyundaki ışığı yansıtırlar. Bu nedenle bitkiler yeşil görünürler. İnsan gözü mavi, yeşil ve kırmızı dalga boylarında yansıtılan ışık dalga boyundan gelen verileri algılayabilmektedir. İnsanların görmesinin tek nedeni ışık kaynağıdır. Geceleri insanların görememelerinin nedeni, objelerden göze ışığın 20